Declararea variabilelor

Generalități

După cum știm, în C++ variabilele despre care am învățat până acum trebuie declarate și odată cu declararea li se alocă în memorie spațiu în conformitate cu tipul lor. Întrebarea este: “Unde putem declara variabile și prin ce diferă acestea?”.

Sistemul de operare alocă fiecărui program, în memoria RAM, trei zone în care putem memora variabile:

zona de date
zona de stivă
zona liberă (heap)

O variabilă se caracterizează prin:

clasa de memorare
vizibilitate
durata de viață
tipul variabilei

Să nu uităm, de asemenea, identificatorul variabilei! Dar nu toate variabilele au un identificator, așa cum vom vedea cândva!

Clasa de memorare reprezintă zona de memorie unde poate fi alocat spațiu pentru o variabilă. Ea poate fi: zona de date, zona de stivă, heap-ul sau un registru al procesorului – o memorie specială, de mici dimensiuni, foarte rapidă, existentă în procesor (CPU).

Vizibilitatea unei variabile precizează partea din codul sursă (liniile programului C++) unde se poate folosi respectiva variabilă și poate fi:

la nivel de bloc – variabila este vizibilă numai într-un bloc al programului
la nivel de fișier – variabila este vizibilă în tot fișierul sursă cu care lucrăm
la nivel de clasă – specific programării orientate pe obiecte

Durata de viață reprezintă timpul în care variabilei îi este alocat spațiu în memorie și poate fi:

durată statică – variabila are alocat spațiu pe tot parcursul execuției programului
durata locală – variabila are alocat spațiu numai pe parcursul execuției instrucțiunilor dintr-un bloc
durata dinamică – variabila se creează (i se alocă spațiu) și se distruge de către programator, în timpul executării programului

În C++ variabile pot fi: locale, globale și dinamice. Variabile dinamice vor fi prezentate într-un alt articol, iar cele locale și globale în continuare.

Variabile locale

Variabilele locale se declară într-un anumit bloc al programului, în corpul unei funcții. Fie programul de mai jos:

#include <iostream>
using namespace std;

void F(){
    int x;
    x = 5;
    cout << x << endl;
}

int main(){
    int y = 10;
    F();
    cout << y << endl;
    return 0;
}

Variabilele x și y declarate în programul de mai sus sunt locale. Variabila x poate fi utilizată numai în funcție F(), iar variabila y numai în funcția main(). Mai mult, cele două variabile ar fi putut avea același nume și nu ar fi fost nicio confuzie.

Variabilele locale respectă următoarele reguli:

li se alocă memorie în zona de stivă
sunt vizibile numai în blocul în care au fost declarate
durata de viață a lor este execuția instrucțiunilor din blocul în care au fost declarate
sunt inițializate cu valori aleatorii. Mai precis, standardul C++ nu garantează inițializarea lor cu o anumită valoare. Asta nu înseamnă că nu este posibil ca variabilele locale să fie inițializate de exemplu cu 0 într-o anumită implementare a compilatorului, dar nu ne putem baza pe acest lucru. Mai mult, compilatorul utilizat pe pbInfo nu inițializează variabilele locale cu o anumită valoare

Observație: Parametrii formali ai unei funcții respectă proprietățile unei variabile locale. Nu vom putea declara în blocul funcției variabile cu același nume ca al parametrilor formali.

Variabile globale

Variabilele globale se declară în afara oricărei funcții. La declarare, ele sunt inițializate cu 0.

#include <iostream>
using namespace std;

int x;

void F(){
    cout << x << endl;
    x = 10;
}

int y;

int main(){
    cout << x << " " << y << endl;
    x = 5; y = 15;
    F();
    cout << x << " " << y << endl;
    return 0;
}

În programul de mai sus variabilele x și y sunt globale. Variabila x poate fi utilizată atât în funcția main() cât și in F(), iar variabila y numai în main().

Variabilele globale respectă următoarele reguli:

li se alocă memorie în zona de date
sunt vizibile în toate funcțiile care urmează în codul sursă declarării lor
durata de viață a lor este execuția întregului program
sunt inițializate cu valoarea 0.

Observație: Într-un program putem avea și variabile globale și variabile locale, ba chiar variabile globale și locale cu același nume. Următorul program exemplifică această situație. Rulați-l și analizați valorile afișate pentru a deduce modul în care sunt ele vizibile!

#include <iostream>
using namespace std;

int x;

void F(){
    cout << x << endl; //5, variabila globala
    int x = 10;
    cout << x << endl; //10, variabila locala in F()
    {
        int x = 20;
        cout << x << endl; //20, variabila locala în F(), blocul interior
    }
    cout << x << endl; //10, variabila locala in F()
}

int y;

int main(){
    cout << x << endl; //0, variabila globală
    x = 5;
    cout << x << endl; //5, variabila globala
    F();
    cout << x << endl; //5, variabila globala
    int x = 100;
    cout << x << endl; //100, variabila locala in main()
    return 0;
}

Observație: Dacă într-un program avem variabile cu același nume, dar cu domenii de vizibilitate diferite, are prioritate variabila cu domeniul de vizibilitate cel mai mic. În particular, dacă ave o variabilă globală și una locală cu același nume are prioritate variabila locală.

Observație: Dacă declarăm o variabilă în expresia de inițializare a unei instrucțiuni for, ea va fi vizibilă numai în expresiile de control ale instrucțiunii for și în blocul subordonat acesteia. De exemplu:

for(int i =1 ; i <= 10 ; i ++)
    cout << i << " " ;